當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育興起，數(shù)字化正以不可逆轉(zhuǎn)之勢(shì)深刻改變?nèi)祟?lèi)生產(chǎn)生活方式。城市大腦作為新基建的重要內(nèi)容，越來(lái)越成為推動(dòng)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化的重要抓手，“十四五”發(fā)展綱要將數(shù)字化發(fā)展單獨(dú)成篇，提出分級(jí)分類(lèi)推進(jìn)新型智慧城市建設(shè)，推進(jìn)城市數(shù)據(jù)大腦建設(shè)，探索建設(shè)數(shù)字孿生城市。本文聚焦城市大腦未來(lái)形態(tài)，首先從城市治理、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等維度研究提出城市大腦發(fā)展需求，其次介紹城市大腦發(fā)展整體現(xiàn)狀、特征及存在問(wèn)題，分析探討城市大腦未來(lái)形態(tài)，提出城市大腦落地實(shí)施建議。

一、城市大腦成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型重要抓手

城市大腦是基于云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)，打通橫向各部門(mén)、縱向各層級(jí)的業(yè)務(wù)壁壘，充分推進(jìn)城市數(shù)據(jù)資源網(wǎng)絡(luò)共享、集約整合、高效開(kāi)發(fā)、全面賦能，支撐城市運(yùn)行生命體征感知、公共資源配置優(yōu)化、重大事件預(yù)測(cè)預(yù)警、宏觀決策指揮的新型基礎(chǔ)設(shè)施。城市大腦的建設(shè)不僅僅是技術(shù)創(chuàng)新，更是社會(huì)創(chuàng)新，它揭示了城市未來(lái)的發(fā)展模式，預(yù)示著城市文明新階段的到來(lái)。2020年3月31日，習(xí)近平總書(shū)記在視察杭州城市大腦運(yùn)營(yíng)指揮中心時(shí)指出，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、人工智能等前沿技術(shù)推動(dòng)城市管理手段、管理模式、管理理念創(chuàng)新，從數(shù)字化到智能化再到智慧化，讓城市更聰明一些、更智慧一些，是推動(dòng)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化的必由之路，前景廣闊。

城市大腦是數(shù)據(jù)治理與運(yùn)營(yíng)的“催化劑”。城市大腦通過(guò)政務(wù)數(shù)據(jù)編目，匯聚融合各類(lèi)數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)治理體系，統(tǒng)一提供數(shù)據(jù)接口、共享和開(kāi)放服務(wù)，逐步形成本地化的大數(shù)據(jù)資源中心，支撐城市各項(xiàng)智慧應(yīng)用建設(shè)。通過(guò)搭建城市公共數(shù)據(jù)資源賦能平臺(tái)，可以打造一批數(shù)據(jù)調(diào)用服務(wù)組件，對(duì)外提供電子證照、地理信息、房屋等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)用服務(wù)，也可通過(guò)數(shù)據(jù)賦能，推動(dòng)治理向基層下沉，減輕基層日常工作負(fù)擔(dān)。

城市大腦是城市治理的“使能者”。隨著我國(guó)新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程逐步推進(jìn)，交通擁堵問(wèn)題嚴(yán)重、公共安全事件頻發(fā)、城市污水和垃圾處理能力不足、環(huán)境污染加劇等“大城市病”日益突出，城市治理需要更高、更寬的視野和更新、更靈的工具，城市大腦作為城市治理者的全新工具，通過(guò)全社會(huì)數(shù)據(jù)融合和資源整合，提升政府整體數(shù)據(jù)分析能力，為有效處理復(fù)雜社會(huì)問(wèn)題提供了新的手段?；跀?shù)據(jù)的科學(xué)決策能夠推動(dòng)政府管理理念和社會(huì)治理模式的進(jìn)步，加快建設(shè)法治政府、創(chuàng)新政府、廉潔政府和服務(wù)型政府，逐步實(shí)現(xiàn)政府治理能力現(xiàn)代化。

城市大腦是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“助推劑”。城市大腦為產(chǎn)業(yè)升級(jí)和創(chuàng)新提供了賦能平臺(tái)，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。通過(guò)搭建數(shù)字經(jīng)濟(jì)“產(chǎn)業(yè)大腦”，可以繪制數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)圖譜，全方位多角度展示產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r、產(chǎn)業(yè)全景圖和重點(diǎn)企業(yè)，并圍繞產(chǎn)業(yè)鏈短板和提升節(jié)點(diǎn)，精準(zhǔn)推薦招商靶向企業(yè)，為政府提供精準(zhǔn)、專業(yè)、實(shí)時(shí)的線上招商服務(wù)。

二、城市大腦整體處于發(fā)展起步階段

“十四五”期間城市大腦投資規(guī)?？蛇_(dá)千億。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止2020年10月底共129個(gè)項(xiàng)目以“城市大腦”為名進(jìn)行招標(biāo)，平均中標(biāo)金額約為5500萬(wàn)元，成為當(dāng)前新型智慧城市建設(shè)熱點(diǎn)。在全國(guó)36個(gè)省級(jí)城市（含直轄市、計(jì)劃單列市）、255個(gè)地級(jí)市和2851個(gè)縣級(jí)行政區(qū)中，完成或正在建設(shè)的城市不足2%，根據(jù)中國(guó)信息通信研究院測(cè)算，2019年全國(guó)智慧城市投資總規(guī)模約為1.7萬(wàn)億元，而城市大腦占智慧城市總投資比例約為4%，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年城市大腦項(xiàng)目可能保持100%以上增速，十四五期間城市大腦投資規(guī)?？蛇_(dá)千億。此外，在地域分布上，東部地區(qū)城市大腦建設(shè)數(shù)量遙遙領(lǐng)先，占比達(dá)到60%，其中，浙江省共17個(gè)市縣開(kāi)始建設(shè)城市大腦，建設(shè)普及率全國(guó)第一。

技術(shù)演進(jìn)方面，數(shù)字孿生技術(shù)作為城市大腦的重要技術(shù)方向，納入國(guó)家和地方發(fā)展戰(zhàn)略體系?！吨腥A人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》明確提出要“探索建設(shè)數(shù)字孿生城市”。2020年，國(guó)家發(fā)改委、科技部、工信部、自然資源部、住建部等部委密集出臺(tái)政策文件，有力推動(dòng)城市信息模型（CIM）及建筑信息模型（BIM）相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用快速發(fā)展，助力數(shù)字孿生城市建設(shè)。隨著數(shù)字孿生城市在雄安新區(qū)先行先試，數(shù)字孿生建設(shè)理念深入到各地新型智慧城市規(guī)劃中。上海市發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加快智慧城市建設(shè)的若干意見(jiàn)》，明確提出“探索建設(shè)數(shù)字孿生城市”；海南省發(fā)布《智慧海南總體方案》，提出“到2025年底，基本建成‘?dāng)?shù)字孿生第一省’”；浙江省提出建設(shè)數(shù)字孿生社區(qū)。據(jù)中國(guó)信息通信研究院統(tǒng)計(jì)，2018年城市信息模型（CIM）相關(guān)投標(biāo)項(xiàng)目全國(guó)僅有兩項(xiàng)，2019年新增8項(xiàng)，2020年（截至2020年10月）新增19項(xiàng)，增長(zhǎng)迅猛，標(biāo)志城市信息模型已加速進(jìn)入到探索推廣階段。

業(yè)務(wù)功能方面，一網(wǎng)統(tǒng)管成為城市大腦的發(fā)展方向，著力構(gòu)建跨領(lǐng)域、跨層級(jí)高效調(diào)度體系。各地城市大腦著重提升協(xié)同聯(lián)動(dòng)能力，深化“一網(wǎng)統(tǒng)管”建設(shè)，一方面聚焦公共安全、應(yīng)急管理、規(guī)劃建設(shè)、城市網(wǎng)格化管理、交通管理、市場(chǎng)監(jiān)管、生態(tài)環(huán)境等重點(diǎn)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)態(tài)勢(shì)全面感知、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警、趨勢(shì)智能研判、資源統(tǒng)籌調(diào)度、行動(dòng)人機(jī)協(xié)同；另一方面打破“層層上報(bào)、層層審批”傳統(tǒng)上傳下達(dá)方式，改變數(shù)據(jù)采集慢、融合難、整理耗時(shí)等頑疾，著力構(gòu)建“市、區(qū)、街道社區(qū)”三級(jí)聯(lián)動(dòng)體系，實(shí)現(xiàn)快速靈活綜合調(diào)度。例如疫情防控初期，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)報(bào)送處理方式層級(jí)多，數(shù)據(jù)從采集、整理、摸排、上報(bào)到發(fā)布要一天左右，?？诔鞘写竽X疫情防控智能指揮平臺(tái)建立“市、區(qū)、街道社區(qū)”三級(jí)聯(lián)防聯(lián)控體系，基層人員和公眾可直報(bào)數(shù)據(jù)到城市大腦，城市大腦處置命令直達(dá)工作人員，實(shí)現(xiàn)命令下達(dá)、執(zhí)行跟蹤、摸排上報(bào)、群防群治全鏈路快速閉環(huán)，避免了多級(jí)數(shù)據(jù)采集和命令傳達(dá)。

應(yīng)用支撐方面，城市大腦發(fā)揮城市基礎(chǔ)設(shè)施作用，助力應(yīng)用快速開(kāi)發(fā)，為應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)發(fā)節(jié)省時(shí)間和成本。疫情前期發(fā)展迅速，急需快速搭建疫情監(jiān)測(cè)、人口排查、防控指揮等新應(yīng)用，城市大腦可基于基礎(chǔ)支撐平臺(tái)、成熟應(yīng)用組件庫(kù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)等，快速搭建疫情防控新平臺(tái)。例如杭州基于城市大腦快速開(kāi)發(fā)健康碼平臺(tái)，將開(kāi)發(fā)周期從常規(guī)的4周縮短到16小時(shí)；北京海淀區(qū)基于城市大腦的“時(shí)空一張圖”和“AI計(jì)算平臺(tái)”等快速上線疫情防控平臺(tái)。

產(chǎn)業(yè)生態(tài)方面，企業(yè)基于四大核心優(yōu)勢(shì)入局城市大腦領(lǐng)域，形成群雄逐鹿產(chǎn)業(yè)格局。一是以云數(shù)為內(nèi)核的生態(tài)整合實(shí)力，基于“云+數(shù)”優(yōu)勢(shì)，通過(guò)打造城市級(jí)“云數(shù)”平臺(tái)，面向合作伙伴打造“合作生態(tài)”，合作伙伴基于平臺(tái)快速構(gòu)建應(yīng)用層，提供最后一公里的服務(wù)。如華為依托同時(shí)提供云管端協(xié)同ICT產(chǎn)品與解決方案的能力，打造數(shù)據(jù)底座，提供云計(jì)算服務(wù)、新ICT能力和行業(yè)使能，構(gòu)建開(kāi)放的數(shù)字化生態(tài)。二是以AI為核心的技術(shù)實(shí)力，基于AI核心技術(shù)，提供更多具有“AI思維”的解決方案，迅速打開(kāi)市場(chǎng)空間。如百度基于百度大腦和AI核心技術(shù)，提出AI智能城市“ACE王牌計(jì)劃”，引入自動(dòng)駕駛汽車(chē)、智慧道路車(chē)路協(xié)同，提升車(chē)和路的智能化水平，引入自主泊車(chē)，幫助駕駛員節(jié)省找停車(chē)位的時(shí)間。三是便捷觸達(dá)公眾優(yōu)勢(shì)，依托城市服務(wù)平臺(tái)便捷觸達(dá)公眾優(yōu)勢(shì)，讓城市智能中樞的應(yīng)用工具和應(yīng)用場(chǎng)景的多樣性上具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，形成技術(shù)與場(chǎng)景的點(diǎn)線面結(jié)合。如騰訊提出構(gòu)建“WeCity未來(lái)城市”，以騰訊云的基礎(chǔ)產(chǎn)品和能力為底層，為數(shù)字政務(wù)、城市治理、城市決策和產(chǎn)業(yè)互聯(lián)等領(lǐng)域提供解決方案，并通過(guò)微信、小程序等工具觸達(dá)用戶。四是系統(tǒng)集成能力，傳統(tǒng)集成商依托強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)鏈上下游整合、整體解決方案提供和售后服務(wù)能力等優(yōu)勢(shì)，積極入局城市智能中樞建設(shè)，如2020年中軟國(guó)際1.47億中標(biāo)張家港城市大腦項(xiàng)目。

本次新冠肺炎疫情期間，城市大腦暴露出平臺(tái)賦能不足、業(yè)務(wù)支撐不力、建設(shè)運(yùn)營(yíng)模式不清晰等問(wèn)題。一是平臺(tái)賦能不足，城市大腦組件化工具化能力較弱，難以快速提供上層系統(tǒng)需要的大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)感知、城市信息模型等服務(wù)，場(chǎng)景靈活搭建和系統(tǒng)快速生成能力不強(qiáng)，亟需打造城市大腦支撐平臺(tái)全面賦能上層應(yīng)用。二是跨部門(mén)業(yè)務(wù)協(xié)同型場(chǎng)景支撐不力，城市大腦中涉及多部門(mén)聯(lián)動(dòng)處置的業(yè)務(wù)經(jīng)常出現(xiàn)“數(shù)據(jù)盲區(qū)、數(shù)據(jù)打架”等問(wèn)題，一張圖規(guī)劃、一盤(pán)棋管理等跨部門(mén)跨行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景效果不明顯，對(duì)決策指揮、聯(lián)防共治造成困難，需城市大腦針對(duì)跨部門(mén)業(yè)務(wù)需求打造一批典型場(chǎng)景和超級(jí)應(yīng)用。三是城市大腦長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)模式不清晰，城市大腦系統(tǒng)復(fù)雜度高、技術(shù)更新迭代快、所需資金巨大，需建立長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)理念，建立與技術(shù)支撐、制度建設(shè)相匹配的城市級(jí)建設(shè)運(yùn)營(yíng)服務(wù)體系，引入具有定制化服務(wù)、長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)增值、生態(tài)伙伴培引等能力的本地運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)支撐。

三、一體四翼構(gòu)建未來(lái)城市大腦

城市大腦以網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、感知設(shè)施為基礎(chǔ)，全面匯聚整合分布在城市各級(jí)各部門(mén)各行業(yè)的海量數(shù)據(jù)，構(gòu)建聚合數(shù)據(jù)、共享技術(shù)、協(xié)同業(yè)務(wù)、賦能應(yīng)用的城市運(yùn)營(yíng)中樞平臺(tái)，促進(jìn)數(shù)據(jù)協(xié)同、技術(shù)協(xié)同、業(yè)務(wù)協(xié)同，賦能生產(chǎn)、生活、生態(tài)等上層應(yīng)用場(chǎng)景。作為城市新型基礎(chǔ)設(shè)施，城市大腦將是開(kāi)放、不斷完善、迭代發(fā)展的，一方面能夠隨著未來(lái)信息技術(shù)發(fā)展不斷演進(jìn)，另一方面隨著各行業(yè)信息化建設(shè)逐步深化，激活城市各行業(yè)以及跨行業(yè)的基于城市大腦的系統(tǒng)建設(shè)，有序推進(jìn)各行業(yè)系統(tǒng)接入及提升，最終實(shí)現(xiàn)城市治理和服務(wù)領(lǐng)域的全覆蓋。城市大腦未來(lái)形態(tài)的總體架構(gòu)見(jiàn)圖1。

（一）四大核心平臺(tái)

城市大腦是互聯(lián)網(wǎng)大腦架構(gòu)與智慧城市建設(shè)結(jié)合的產(chǎn)物，是城市級(jí)的類(lèi)腦復(fù)雜智能巨系統(tǒng)，在人類(lèi)智慧和機(jī)器智能的共同參與下，在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計(jì)算、5G、云機(jī)器人、數(shù)字孿生等前沿技術(shù)的支撐下，充分推進(jìn)城市數(shù)據(jù)資源網(wǎng)絡(luò)化共享、集約化整合、高效化開(kāi)發(fā)、全面化賦能，注重標(biāo)準(zhǔn)接口的提煉和統(tǒng)一，各類(lèi)共性支撐平臺(tái)是城市大腦的核心要素。

1、城市大數(shù)據(jù)平臺(tái)

城市大數(shù)據(jù)平臺(tái)以CIM數(shù)據(jù)為骨架，通過(guò)對(duì)全域全量數(shù)據(jù)匯聚、融合、存儲(chǔ)與分析，并使用智能感知、分布式存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)挖掘、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)可視化等大數(shù)據(jù)技術(shù)，提高數(shù)據(jù)資源利用水平，成為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)治理模式的強(qiáng)大引擎。隨著數(shù)據(jù)處理技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求不斷提升，城市大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)資源來(lái)源越來(lái)越豐富。同時(shí)，城市大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)異構(gòu)特征顯著，數(shù)據(jù)量大，速度增速快、處理速度和實(shí)時(shí)性要求高，且具有跨部門(mén)、跨行業(yè)流動(dòng)的特征。雖然各級(jí)地方政府和企業(yè)都在積極探索城市大腦建設(shè)，但仍然存在特色不明、體驗(yàn)不佳、共享不足等問(wèn)題，究其根源在于，未能實(shí)現(xiàn)城市大數(shù)據(jù)資源與城市業(yè)務(wù)的良好融合，大部分城市仍停留在政務(wù)數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)的水平，主要在政府內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。

2、城域物聯(lián)感知平臺(tái)

城域物聯(lián)感知平臺(tái)以全域物聯(lián)感知和智能化設(shè)施接入為基礎(chǔ)，為設(shè)備開(kāi)發(fā)者、應(yīng)用開(kāi)發(fā)者、業(yè)務(wù)管理者、運(yùn)維服務(wù)者等各參與者，提供物聯(lián)感知服務(wù)，成為終端設(shè)備與智能應(yīng)用之間的紐帶。城域物聯(lián)感知平臺(tái)的核心功能主要包括接入管理、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)管理等三部分，向下接入感知終端，兼容適配各類(lèi)協(xié)議接口，提供感知數(shù)據(jù)的接入與匯聚；中間面向設(shè)備開(kāi)發(fā)者、管理者、運(yùn)維者提供遠(yuǎn)程運(yùn)維管理、事件告警、反向控制等設(shè)備管理；向上為應(yīng)用開(kāi)發(fā)者提供數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)調(diào)用等數(shù)據(jù)管理，支撐物聯(lián)數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用。

3、城市信息模型平臺(tái)

城市信息模型平臺(tái)是刻畫(huà)城市細(xì)節(jié)、呈現(xiàn)城市趨勢(shì)、推演未來(lái)趨勢(shì)的綜合信息載體。城市信息模型平臺(tái)基于城市GIS地圖，按照地形層、道路層、建筑層、水域?qū)拥软樞蚣虞d城市大數(shù)據(jù)平臺(tái)和城域物聯(lián)感知平臺(tái)數(shù)據(jù)，并對(duì)建筑物、橋梁、停車(chē)場(chǎng)、綠地等城市部件進(jìn)行單體化處理。在模型單體化基礎(chǔ)上，同步接入人口、房屋、水電燃?xì)?、交通等城市公共系統(tǒng)的信息資源，實(shí)現(xiàn)可視化展示城市運(yùn)行狀態(tài)，并運(yùn)用模擬仿真、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，模擬推演城市發(fā)展態(tài)勢(shì)。

4、應(yīng)用支撐模型平臺(tái)

應(yīng)用支撐模型平臺(tái)是城市大腦關(guān)鍵共性技術(shù)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)組件和城市模型服務(wù)的模塊化封裝集成平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)靈活配置和高效開(kāi)發(fā)利用，包括共性應(yīng)用組件服務(wù)、信息模型服務(wù)和核心使能技術(shù)服務(wù)。其中，共性應(yīng)用組件服務(wù)包括信用服務(wù)、身份認(rèn)證、非稅支付、電子證照等底層技術(shù)支撐；信息模型服務(wù)是指面向應(yīng)用場(chǎng)景的賦能服務(wù)，包括自定義渲染服務(wù)、空間分析計(jì)算、虛實(shí)融合互動(dòng)等；核心使能技術(shù)服務(wù)包括人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等新技術(shù)能力，為上層應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

（二）七大協(xié)同場(chǎng)景

城市大腦在行業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，著眼城市建設(shè)和管理，以解決城市運(yùn)行問(wèn)題為牽引，賦能場(chǎng)景不斷向跨部門(mén)跨領(lǐng)域的超級(jí)場(chǎng)景應(yīng)用方向發(fā)展，協(xié)同聯(lián)動(dòng)成為業(yè)務(wù)場(chǎng)景建設(shè)的重點(diǎn)和亮點(diǎn)。

1、多規(guī)融合一圖管控

城市大腦整合所有基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、規(guī)劃成果、地下空間數(shù)據(jù)等城市規(guī)劃相關(guān)信息資源，在城市信息模型上實(shí)現(xiàn)合并疊加，解決潛在沖突差異，統(tǒng)一空間邊界控制，形成規(guī)劃管控的“一張藍(lán)圖”。在充分保證“一張藍(lán)圖”實(shí)時(shí)性和有效性的前提下，匯聚更多規(guī)劃相關(guān)數(shù)據(jù)，如人口分布密度、綠地面積布局、交通流量、實(shí)時(shí)環(huán)境檢測(cè)、空氣流動(dòng)、溫度變化、人們社交活動(dòng)等信息，基于全量數(shù)據(jù)構(gòu)建各類(lèi)模型，如城市風(fēng)貌模型、控規(guī)模型、參數(shù)化模型等，對(duì)各種規(guī)劃方案及結(jié)果進(jìn)行模擬仿真及可視化展示，實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)化和比選。

2、項(xiàng)目建設(shè)全程可視

在設(shè)計(jì)階段，利用數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建還原設(shè)計(jì)方案周邊環(huán)境，充分考慮設(shè)計(jì)方案和已有環(huán)境的相互影響因子，讓原來(lái)到施工階段才能暴露出來(lái)的缺陷提前暴露在虛擬設(shè)計(jì)過(guò)程中，方便設(shè)計(jì)人員及時(shí)針對(duì)這些缺陷進(jìn)行優(yōu)化。在施工階段，利用數(shù)字孿生技術(shù)將施工方案和計(jì)劃進(jìn)行模擬，分析進(jìn)度計(jì)劃的合理性，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行全面管控。在運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段，基于設(shè)計(jì)、施工、裝配過(guò)程中留存數(shù)據(jù)生成的建筑三維模型，結(jié)合建筑內(nèi)外部各類(lèi)傳感器、監(jiān)控設(shè)備采集的建筑環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、構(gòu)件壓力和應(yīng)變數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、異常報(bào)警數(shù)據(jù)等，開(kāi)展智能分析，對(duì)可能出現(xiàn)的建筑壽命、設(shè)備健康等問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)警。

3、城市運(yùn)行一網(wǎng)統(tǒng)管

基于標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的城市部件數(shù)字編碼標(biāo)識(shí)體系和空天地全方位立體部署的物聯(lián)感知設(shè)施，為各類(lèi)城市部件、基礎(chǔ)設(shè)施甚至是動(dòng)植物等生命體賦予獨(dú)一無(wú)二的“數(shù)字身份證”，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市部件的智能感知、精準(zhǔn)定位、故障發(fā)現(xiàn)和遠(yuǎn)程處置。利用城市智能引擎賦能城市攝像頭，智能識(shí)別跨門(mén)經(jīng)營(yíng)、違章停車(chē)、堆物堆料、暴露垃圾、無(wú)證游商、積存垃圾渣土、沿街掛曬等違章行為，通過(guò)智能立案、派發(fā)、審核，縮減案件處置流程，有效縮短處置時(shí)間、節(jié)省工作人力投入，提升城市管理的智能化，提升市民滿意度。此外，通過(guò)全要素?cái)?shù)據(jù)聚合，準(zhǔn)確抓取城市體征，進(jìn)行城市畫(huà)像，洞察城市機(jī)場(chǎng)、高鐵站、交通樞紐、地鐵站、熱門(mén)景點(diǎn)、博物館、圖書(shū)館、體育館運(yùn)行狀態(tài)和實(shí)時(shí)利用率，人和車(chē)輛動(dòng)態(tài)和軌跡追蹤，城市大型建筑、橋梁、游樂(lè)場(chǎng)、重點(diǎn)設(shè)施的安全監(jiān)控，一張圖全景展現(xiàn)城市運(yùn)行動(dòng)態(tài)。

4、公共安全一屏掌控

依托城市大腦，基于AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)能力，構(gòu)建治安防控圈，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)出入口等監(jiān)控點(diǎn)位的人員和車(chē)輛進(jìn)行全覆蓋、全方位智能采集，將散布在城市各個(gè)角落的監(jiān)控?cái)z像頭等設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)連接起來(lái)，進(jìn)行分析與整合，根據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)形成一臉一檔、一車(chē)一檔、標(biāo)簽庫(kù)等，做到“人過(guò)留像、車(chē)過(guò)留牌、留特征、留軌跡”，當(dāng)社會(huì)治安防控中智能發(fā)現(xiàn)顯性問(wèn)題時(shí)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警、快響應(yīng)與協(xié)同處置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)城市的精準(zhǔn)分析、整體研判、協(xié)同指揮，使“雪亮”工程更“明亮”。如當(dāng)發(fā)生老年人、幼童走失等事件時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)動(dòng)事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)及其周邊視頻監(jiān)控設(shè)備，通過(guò)軌跡跟蹤和自動(dòng)尋位，降低走失風(fēng)險(xiǎn)。

5、應(yīng)急指揮一鍵調(diào)度

城市應(yīng)急態(tài)時(shí)，城市大腦發(fā)揮應(yīng)急指揮中心功能，為決策者實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程分析、展示城市各類(lèi)信息，對(duì)重大事件和重點(diǎn)人群進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、跟蹤、預(yù)警，支持跨層級(jí)、跨部門(mén)的全域資源快速調(diào)動(dòng)，有效應(yīng)對(duì)重大公共安全事件、突發(fā)公共衛(wèi)生事件、自然災(zāi)害等緊急突發(fā)事件，做到統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一通信、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一調(diào)度，打造領(lǐng)導(dǎo)“管理駕駛艙”。整合視頻監(jiān)控等各類(lèi)信息，快速還原應(yīng)急事故現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，為相關(guān)部門(mén)開(kāi)展災(zāi)情研判、災(zāi)害分析等工作提供保障；通過(guò)可視化的界面形象的實(shí)時(shí)展示各種應(yīng)急資源的位置、狀態(tài)，并基于空間實(shí)際地理坐標(biāo)對(duì)可用應(yīng)急資源進(jìn)行查詢，形成應(yīng)急資源一張圖；通過(guò)三維模擬仿真技術(shù)對(duì)整個(gè)應(yīng)急事件的處置全流程進(jìn)行仿真，在仿真的過(guò)程中通過(guò)多種評(píng)價(jià)方式對(duì)每個(gè)具體的仿真流程，整體應(yīng)急資源的準(zhǔn)備情況，應(yīng)急預(yù)案整體執(zhí)行效率等進(jìn)行多角度的評(píng)價(jià)，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供科學(xué)輔助。

6、政務(wù)服務(wù)一網(wǎng)通辦

以城市大腦建設(shè)為基礎(chǔ)，打造一體多端的政務(wù)服務(wù)平臺(tái)，以政府服務(wù)大廳、政務(wù)服務(wù)網(wǎng)、城市級(jí)app、自助終端、12345熱線等整合各部門(mén)、各領(lǐng)域現(xiàn)有公共服務(wù)入口，形成統(tǒng)一入口，匯聚用戶使用頻率高、需求量大的服務(wù)事項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)政務(wù)服務(wù)線下大廳辦、網(wǎng)上辦、掌上辦、自助辦、12345 熱線辦等多渠道聯(lián)動(dòng)。打造政務(wù)服務(wù)支撐平臺(tái)，推進(jìn)區(qū)塊鏈+政務(wù)服務(wù)審管互動(dòng)應(yīng)用，加強(qiáng)政務(wù)服務(wù)事項(xiàng)治理分析，利用OCR 識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、語(yǔ)音識(shí)別、智能機(jī)器人等 AI 能力，實(shí)現(xiàn)跨部門(mén)業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化、12345語(yǔ)音智能識(shí)別、審批材料智能化識(shí)別，解決審批信息二次錄入問(wèn)題，支撐利企惠民服務(wù)直達(dá)。以惠民服務(wù)為例，通過(guò)“掌上政務(wù)”服務(wù)平臺(tái)融合身份證、駕駛證、社?？ā⑨t(yī)?？?、銀行卡等功能權(quán)限，為市民提供交通出行、教育繳費(fèi)、看病就醫(yī)、政務(wù)服務(wù)、智慧社區(qū)、信用支付、不動(dòng)產(chǎn)交易、小微貸款、圖書(shū)館借閱、公園景點(diǎn)等便民服務(wù)。

7、產(chǎn)業(yè)發(fā)展一圖總覽

基于城市大腦，匯聚投資、消費(fèi)、就業(yè)、稅收、財(cái)政、金融、能源等經(jīng)濟(jì)運(yùn)行領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析數(shù)據(jù)支持。開(kāi)展產(chǎn)業(yè)運(yùn)行態(tài)勢(shì)綜合監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理總體情況概覽，包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、入駐企業(yè)、產(chǎn)值分析、稅收、招商引資數(shù)據(jù)、稅收數(shù)據(jù)、復(fù)工復(fù)產(chǎn)情況等；生成產(chǎn)業(yè)地圖，重點(diǎn)聚焦城市產(chǎn)業(yè)分布，從空間和產(chǎn)業(yè)兩個(gè)維度，形成現(xiàn)狀圖和未來(lái)圖，通過(guò)發(fā)揮產(chǎn)業(yè)地圖的指引作用，有效服務(wù)各類(lèi)投資者，推動(dòng)重大項(xiàng)目與產(chǎn)業(yè)地圖精準(zhǔn)匹配、快速落地，引導(dǎo)社會(huì)資本向重點(diǎn)區(qū)域集聚，加快構(gòu)建集產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈等融為一體的產(chǎn)業(yè)要素體系；探索產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)分析，通過(guò)分析城市傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模、投資、效益、稅收情況，以及各產(chǎn)業(yè)在研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、管理各環(huán)節(jié)狀態(tài)、資源情況，建立經(jīng)濟(jì)運(yùn)行大數(shù)據(jù)分析模型，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)運(yùn)行趨勢(shì)進(jìn)行分析和預(yù)判，為淘汰落后產(chǎn)能、清理“僵尸企業(yè)”、鼓勵(lì)科技創(chuàng)新、扶持優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)、改造技術(shù)落后企業(yè)等一系列經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)目標(biāo)提供及時(shí)、精準(zhǔn)、有效的決策信息。

四、因地制宜推動(dòng)城市大腦落地實(shí)施

因地制宜創(chuàng)新建設(shè)運(yùn)營(yíng)模式。相對(duì)智慧城市建設(shè)，城市大腦的技術(shù)復(fù)雜度更高、更新速度更快、系統(tǒng)集成度更難，勢(shì)必需要專業(yè)的公司進(jìn)行建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。目前，國(guó)內(nèi)城市大腦建設(shè)主要有三種模式：

（1）企業(yè)總包建設(shè)運(yùn)營(yíng)模式。由某家企業(yè)總包負(fù)責(zé)城市大腦建設(shè)運(yùn)營(yíng)，企業(yè)通常為與城市簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議的國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍ICT企業(yè)。該模式優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)之間集成整合相對(duì)平滑，政府部門(mén)統(tǒng)籌組織難度低，缺點(diǎn)是城市大腦的企業(yè)標(biāo)簽化色彩重，技術(shù)體系相對(duì)不開(kāi)放。

（2）領(lǐng)軍企業(yè)生態(tài)圈建設(shè)+主導(dǎo)企業(yè)運(yùn)營(yíng)模式。由智慧城市主管部門(mén)組織實(shí)施，以某個(gè)國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍ICT企業(yè)負(fù)責(zé)城市大腦的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)和核心模塊建設(shè)，以一批專業(yè)化企業(yè)形成生態(tài)圈共同參與城市大腦不同模塊建設(shè)。在城市大腦建設(shè)完成投入運(yùn)行后，由主導(dǎo)企業(yè)負(fù)責(zé)后續(xù)運(yùn)營(yíng)工作。該模式優(yōu)點(diǎn)是建設(shè)階段能最大化生產(chǎn)合力，缺點(diǎn)是政府統(tǒng)籌組織壓力大。

（3）政企合作組建公司開(kāi)展建設(shè)運(yùn)營(yíng)模式。由政企合作的公司負(fù)責(zé)建設(shè)運(yùn)營(yíng)，該公司通常為某主導(dǎo)企業(yè)和后續(xù)參與建設(shè)的領(lǐng)軍企業(yè)合資，將該領(lǐng)軍企業(yè)的技術(shù)方案進(jìn)行落地，同時(shí)引入其他專業(yè)化企業(yè)參與建設(shè)，并承擔(dān)后續(xù)運(yùn)營(yíng)工作。該模式優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)建設(shè)運(yùn)營(yíng)階段都由專業(yè)化公司負(fù)責(zé)，有效整合企業(yè)資源，缺點(diǎn)是組建公司等前期準(zhǔn)備工作相對(duì)復(fù)雜。

內(nèi)外協(xié)同構(gòu)建建設(shè)運(yùn)營(yíng)生態(tài)。城市大腦是一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)，需要協(xié)調(diào)內(nèi)外部資源形成建設(shè)運(yùn)營(yíng)生態(tài)。一方面，對(duì)內(nèi)強(qiáng)化統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，形成政府多部門(mén)協(xié)同合力。如杭州市級(jí)層面成立杭州城市大腦建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組，由市委書(shū)記掛帥，另有6位市領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任副組長(zhǎng)，一位副市長(zhǎng)主抓，各區(qū)縣（市）和各部門(mén)主要領(lǐng)導(dǎo)均為領(lǐng)導(dǎo)小組成員。同時(shí)，以項(xiàng)目為單元，建立工作專班，統(tǒng)一進(jìn)駐云棲小鎮(zhèn)集中辦公。上海成立城市運(yùn)行綜合管理中心，持續(xù)深化聯(lián)席會(huì)商機(jī)制，對(duì)于需要多部門(mén)共同處置的事件，建立共同的規(guī)則和秩序，明確責(zé)任主體、規(guī)范處置流程。另一方面，對(duì)外成立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，聚合市場(chǎng)建設(shè)資源。如在海淀城市大腦建設(shè)過(guò)程中，百度牽頭華為、中國(guó)聯(lián)通、中海投資、比特大陸、曠世科技、千方科技、商湯、中科寒武紀(jì)、佳訊飛鴻等45家公司成立科技產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。在杭州城市大腦建設(shè)過(guò)程中，阿里云負(fù)責(zé)總體架構(gòu)以及計(jì)算平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換中心、開(kāi)放算法平臺(tái)、數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)等核心模塊建設(shè)，海康威視、大華股份、數(shù)夢(mèng)工場(chǎng)、杭州城市大數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)有限公司等多家企業(yè)負(fù)責(zé)組成模塊建設(shè)。

示范引領(lǐng)穩(wěn)步推進(jìn)城市大腦建設(shè)。城市大腦建設(shè)應(yīng)根據(jù)自身城市發(fā)展戰(zhàn)略、數(shù)字政府建設(shè)需求、數(shù)字社會(huì)及數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，遵循“需求導(dǎo)向、頂層設(shè)計(jì)、示范引領(lǐng)、分步實(shí)施”思路穩(wěn)步推進(jìn)，避免貪大求快。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施重點(diǎn)的不同，可以城市大腦建設(shè)期細(xì)分為夯實(shí)基礎(chǔ)、推廣應(yīng)用、全面建設(shè)三個(gè)主要階段。夯實(shí)基礎(chǔ)階段重點(diǎn)圍繞頂層設(shè)計(jì)編制、平臺(tái)運(yùn)營(yíng)公司組建、平臺(tái)及重點(diǎn)子系統(tǒng)建設(shè)等工作開(kāi)展；推廣應(yīng)用階段重點(diǎn)圍繞平臺(tái)及重點(diǎn)系統(tǒng)完善、先行先試示范應(yīng)用項(xiàng)目建設(shè)等工作開(kāi)展；全面建設(shè)階段重點(diǎn)圍繞各領(lǐng)域智慧應(yīng)用服務(wù)全面深化和協(xié)同運(yùn)行，形成一批特色智慧應(yīng)用，輸出地方特色方案。